Описание оборотного маятника

Оборотный маятник выполнен в виде стального стержня, на котором фиксированы два повернутые друг к другу лезвиями ножа и два ролика.

На стержне через каждый сантиметр выполнены кольцевые нарезания, служащие для точного определения приведенной длины. Ножи и ролики можно перемещать вдоль оси стержня и фиксировать в любом положении. Нижний кронштейн вместе с фотоэлектрическим датчиком можно перемещать вдоль оси стержня и фиксировать в произвольно выбранном положении. Фотоэлектрический датчик соединен разъемом с привинченным к основанию установки универсальным секундомером.

Порядок выполнения работы

Закрепить маятник, поместив на вкладыш верхнего кронштейна нож, находящийся вблизи конца стержня. Нижний кронштейн вместе с фотоэлектрическим датчиком (фотоэлементом) переместить таким образом, чтобы стержень пересекал окно фотоэлемента. Отклонить маятник на 4-5 градусов (небольшую амплитуду) и одновременно нажать клавишу «сброс». Измерить время t₁, десяти полных колебаний (на цифре 9 колебаний нажать клавишу «стоп»).

Перевернуть маятник на 180⁰градусов, закрепить его, поместив на вкладыш второй нож и повторить пункт 1, измерив, времяt₂также 10 колебаний. Необходимо добиться, чтобыt₁ иt₂ были равны.

Для этого нужно учесть следующее:

Если t₁>t₂ – то второй нож переместить в направлении ролика, находящегося в конце стержня, еслиt₁<t₂то в направлении середины стержня. Размещение роликов и первого ножа не менять.

Внимание! При выполнении работы положение роликов и внешнего первого ножа не изменять. Передвигать только внутренний второй нож.

После того, как время t₁стало равно времениt₂ , определить приведенную длину оборотного маятникаlпр это расстояние между ножами, учтя, что одно деление равно 1см.

Измерить время 50 колебаний по три раза для первого и второго ножа (первого и второго положения).

Рис. 2

1. Результаты записать в таблицу.

Таблица 1

№

№

t1 c

t2 c

T1 c

T2 c

T c

м

м/с2

м/с2

%

ср

2. По формулам иопределить периоды колебаний для первого и второго положений маятника.

3. По формуле найти период колебаний маятника.

4. По рабочей формуле определить ускорение свободного падения.

5. Найти абсолютную погрешность по формуле .

6. Найти относительную погрешность .

7. Записать результат в виде м/с² доверительного интервала.

Контрольные вопросы

1. Что называют колебательным движением?

2. Какие физические величины описывает колебательный процесс? Дайте определения этих величин.

3. Какой маятник называется математическим?

4. Какой маятник называется физическим?

5. Выведите дифференциальное уравнение колебаний физического маятника.

6. Какой маятник называют оборотным?

7. Что такое приведенная длина физического маятника?

8. Как в данной работе определяют приведенную длину физического маятника?